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摘 要：本文主要对我公司壳牌煤气化排渣装置的关键设备——捞渣机存在的问题进行分析，并对问题解决所采用的方法进行阐述，最后提出了提高捞渣机运行稳定性的改进措施。
关键词：捞渣机;问题;分析;改造
1概述
我公司首套气化装置采用的是壳牌煤气化工艺，粉煤在气化炉内高温燃烧后产生的煤渣随同渣池的黑水一起收集在V1402渣收集罐中，然后每半小时左右经V1403渣锁斗将渣和黑水排至捞渣机。进入捞渣机后，渣沉积在捞渣机底部由刮板定期带走，后经皮带运输至渣场;黑水和部分细渣则通过溢流板流至后仓，通过泵送至初步水处理单元进行处理，从而完成渣和黑水分离。
2存在的问题
我公司煤气化装置的排渣系统设计为单台捞渣机，一旦出现设备故障，或气化炉被迫停车或走临时排渣管线排放，前者会造成巨大的经济损失，后者会产生环保问题并且处理起来难度较大。从我们2008年开车以来的实践来看，气化用煤是实际灰分较设计值高，壳牌原设计原料煤的灰分小于25%，而目前实际原料煤的灰分在25-30%，增加了捞渣机约20%的出力。在刚排过渣3-5分钟时，由于大量的渣沉降并积累到捞渣机的前仓，经常出现拖动链条跳链、刮板松动脱落等故障;长期运行后固定刮板的链条出现不等长现象;落渣口附近的铸石板被冲刷破损严重;铸石板脱落的现象;当气化炉的负荷提到90%以上时，捞渣机的捞渣能力无法满足生产要求;运行一段时间后续的渣水泵经常出现过滤器堵渣现象，影响正常的水处理系统运行。基于以上原因，我们决定对该设备实施改造。
3问题分析
3.1拖动链条跳链及回程链条呆渣原因分析
液压驱动装置在捞渣机负荷增大的情况下不能及时做出调整，致使拖动链条拉长造成松弛;刮板在运行过程中出现变形或者脱落，使拖动链条局部松弛度增加;拖动链条耐磨性和刚性能差，长期运行造成链条磨损和变形伸长;单驱动装置运行，使远离驱动装置侧的托动链条变形伸长;捞渣机箱体强度不够变形，设备的导向装置磨损也是造成拖动链条跳链的原因。同时回程链条在运行过程中不可避免的要夹带少许灰渣，在机械振动和摩擦力的双重作用下，灰渣落于上部机壳、导轮下方，长期运行导致机壳上部积渣严重，由于回链刮板的作用，将大量灰渣刮于导轮下方，最后致使导轮卡滞无法正常运转，链条与导轮由原来的滚动摩擦变为滑动摩擦，严重加剧了链条的磨损，大大缩短了使用寿命。给安全生产带来隐患。
3.2落渣管处铸石板冲刷严重，P1403泵堵渣问题分析
气化炉排渣时一部分高温高压气体随着渣水一起高速排出，冲刷捞渣机落渣口附近的铸石板，短时间内该处的冲量很大，致使铸石板局部严重损坏。在捞渣机运行一定时间后，后仓的细渣经沉淀后累积很多，若不及时清理会随着水进入后续的水处理系统，有较大块的渣样在泵前过滤器处以留下来，一段时间后堵渣会严重影响P1403泵的入口流量，使泵发生气蚀。
3.3铸石板脱落现象原因分析
捞渣机下槽体的铸石板在投产初期有脱落现象，及时发现后进行了应急处理。应指出的是脱落之后如不能及时处理，会造成相邻的铸石板连带松动，脱落面积将很快增大，捞渣机将无法正常运行，严重时还可能造成断链、刮板变形。究其原因是国内采购的铸石板质量不合要求，表面不平而且厚度不均，安装后做不到板缝之间高低不平度最大1.5mm 的要求，有些部件有迎着刮板行进方向的突起，加上有些部位下的胶泥未填满、填匀，有漏空现象，刮板经过这些铸石板时有敲击作用，使铸石板局部脱落或碎裂。
3.4张紧机构问题原因分析
头部张紧是拖动轮轴在张紧机构的作用下，沿滑轨上下的调整位置来张紧链条，由于驱动装置位于整个拖动机构的单侧，因而整体拖动轮轴重量侧重于单边，而两侧液压缸采用同一油路等压输出，故在张紧行程上驱动装置侧必将滞后，拖动轮轴将倾斜运行。长期在此工况下运行，两条链条将磨损不一，出现不等长，致拖动轮轴、刮板倾斜更为严重，造成链条、刮板铰叉与轮齿不能正常啮合，拖动链轮和链条磨损严重，甚至出现卡链、断齿、铰叉断裂等严重问题，液压张紧油缸始终处于拖动机构重载状态下运行，由于拖动机构所承受的荷载量不断变化，所以张紧油缸在实际运行过程中随拖动机构载荷量的变化载荷也是频繁变化的，如此对油缸造成的冲击是相当频繁的，在这种状态下长期运行，势必导致油缸使用寿命缩短甚至损坏，造成张紧失效，影响设备的正常安全运行。
4问题的解决
措施一：捞渣机机头大齿轮增加两股冲洗水，同时在上仓盖上增加落渣孔
我们在捞渣机头部转轴处和机头机仓的连接处各增加一道冲洗水，同时在上仓盖上增加落渣孔，这样可以很大程度上除去黏附在刮板和拖動链条上的渣，降低了上仓体渣的累积程度，减轻了捞渣机的工作负荷;同时也大大减少了拖动链条导向机构的磨损程度，提高了链条和刮板的使用寿命。
措施二：采用耐磨钢板，改造V1403泄压管线，后仓加排污导淋，同时在后仓增加曝气管线。
在落渣管附近的铸石板经不起高压渣水的冲击，在于制造商研讨后我们决定采用耐磨钢板替代铸石板，这样在材料方面解决了捞渣机局部破损大的问题;同时我们对V1403泄压管线进行改造，降低排出的渣水的压力，从而减轻对落渣管附近耐磨钢板的冲击;同过以上两个改造我们减少了落渣管附近材料的损坏程度和更换周期，延长了捞渣机的使用周期。在捞渣机后仓增加了两个4寸的排污导淋，定期清理沉积在后仓的渣，同时在后仓增加低压氮气曝气管线，避免后仓煤泥渣沉降堆积，避免捞渣机后仓泵P-1403入口堵塞不打量气蚀的问题。
措施三：下槽体轨道区域铸石板安装改进
捞渣机的铸石板安装工艺及质量要严格把关，采用质量合格的铸石板，树脂胶料和胶泥均应保证品质合格，且在保质期内，同时在安装铸石板之前先通过焊接的方式在下槽体轨道区域每隔两米布置布置一个方格，再将铸石板安装在方格之内，这样可以避免铸石板因为某个区域的脱落最终导致大面积的损伤。 措施四：捞渣机尾部张紧装置改造。
为保证设备的安全运行，消除设备运行中的安全隐患，将机头液压张紧机构拆除，将其轴承座调整到合适的位置后与壳体固定焊接;同时张紧机构改造为尾部液压张紧，拖动机构的形式改用为：外置轴承座固定式结构，轴承座支架焊于机壳外壁（改造型的是将拖动轮轴用原定位螺栓定位于张紧座上，并加以固定）;张紧机构设在机壳尾部，张紧轮在运行过程中仅为从动受力，受力较小且两侧受力均匀，尾部张紧机构轻巧灵活、结构简单，更便于链条张紧且对头部拖动机构不产生任何干涉;拖动机构轮轴固定后，不受张紧力度大小、链条磨损不均、不等长等因素造成拖动轮轴倾斜，保证了设备平稳运行。
5问题的改进措施
捞渣机在改造后运行性能得到了很大的提高，但是由于捞渣机处理的介质量很大加上长期的连续运行，磨损情况比较严重，拖动链条也会发生变形产生伸长，容易发生跳链和刮板松动的故障，制约着捞渣机的稳定性的提高。为了使捞渣机更好的运行，我觉得还能从以下两方面改进：
一.从链轮与设备材质上改进：链条和链轮应该配套使用，否则容易造成由于节距不同而产生脱链和夹链故障。原主驱动链轮为球墨铸铁整体铸造成型，齿型精度低，啮合传动不平衡，易出现链条与链轮啮合时夹链，带来链轮缠链、断链等运行故障，现链轮采用合金钢单齿精密模锻成型，准确定位组焊，齿型精度高，啮合传动平衡，彻底消除了夹链现象。在热处理方面：原链轮采用铸态正火热处理，硬度< HB320，链轮不耐磨，现采用渗碳淬火处理，表面硬度> HRC55，寿命是原来的4倍。在结构上拖动链轮采取凹齿型，可允许链轮节圆相应增大而维持正常啮合;同时链轮的轮齿对环链啮人导向作用好，从而不会发生掉链现象。与其配套的轮系全部采用德国进口产品（例如：圆环链采用德国 RUD 公司的产品，规格选用 30 ×108加粗型），保证使用后期的啮合度。所有轮轴的材料选用强度较高的 1Crl3 或 2Cr13，以防止出现过负荷情况下的断轴事故。在渣水中浸泡的导向轮轴承采用迷宫式密封和液体密封相结合的形式，具有良好的密封性能。
二.从装置改造上：将原来的通轴连接形式改为独立支座式结构，这种结构形式单独工作、轻便灵活，当导轮故障时，利用撬棍即可轻松将导轮从支座中取出，整修检修过程仅需一名操作人员完成。原来需要多种工具、多名检修人员完成的工作现在由一人利用一根撬棍即可轻松完成，此项技改简化了检修工作程序，大大节省了人力、物力和工作时间。
6结论
改造后的捞渣机在近期的运行中已呈现出它的优点，运行稳定，落渣管附近的磨损状况得到改善，链条张紧状况良好，断链跳链的事件基本不再发生，捞渣机后仓泵的堵塞不打量气蚀的情况与下槽体的铸石板脱落的现象相对减少。当然在捞渣机运行过程中还会出现新的问题，不过我相信在大家共同的努力下，出現的问题会得到解决的，壳牌气化装置的捞渣机运行性能会得到更大的提高。
参考文献：
[1].贾现伟，《化肥工业》，刮板式捞渣机改进总结M，2011，（4），（66-67）.
[2].李斌，《氮肥技术》，浅析SHELL煤气化装置的设备配置M，2007，28（2），（7-9）.
[3].刘振峰、李磊，《中国高新技术企业》，壳牌煤气化装置排渣系统改造M，2013，（3），（103-105）.
作者简介：
李建营，出生年月：1985年02月，性别：男，民族：汉族，籍贯（精确到市）：河南省巩义市，当前职务：技术员，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：煤化工.
关键词：捞渣机;问题;分析;改造
1概述
我公司首套气化装置采用的是壳牌煤气化工艺，粉煤在气化炉内高温燃烧后产生的煤渣随同渣池的黑水一起收集在V1402渣收集罐中，然后每半小时左右经V1403渣锁斗将渣和黑水排至捞渣机。进入捞渣机后，渣沉积在捞渣机底部由刮板定期带走，后经皮带运输至渣场;黑水和部分细渣则通过溢流板流至后仓，通过泵送至初步水处理单元进行处理，从而完成渣和黑水分离。
2存在的问题
我公司煤气化装置的排渣系统设计为单台捞渣机，一旦出现设备故障，或气化炉被迫停车或走临时排渣管线排放，前者会造成巨大的经济损失，后者会产生环保问题并且处理起来难度较大。从我们2008年开车以来的实践来看，气化用煤是实际灰分较设计值高，壳牌原设计原料煤的灰分小于25%，而目前实际原料煤的灰分在25-30%，增加了捞渣机约20%的出力。在刚排过渣3-5分钟时，由于大量的渣沉降并积累到捞渣机的前仓，经常出现拖动链条跳链、刮板松动脱落等故障;长期运行后固定刮板的链条出现不等长现象;落渣口附近的铸石板被冲刷破损严重;铸石板脱落的现象;当气化炉的负荷提到90%以上时，捞渣机的捞渣能力无法满足生产要求;运行一段时间后续的渣水泵经常出现过滤器堵渣现象，影响正常的水处理系统运行。基于以上原因，我们决定对该设备实施改造。
3问题分析
3.1拖动链条跳链及回程链条呆渣原因分析
液压驱动装置在捞渣机负荷增大的情况下不能及时做出调整，致使拖动链条拉长造成松弛;刮板在运行过程中出现变形或者脱落，使拖动链条局部松弛度增加;拖动链条耐磨性和刚性能差，长期运行造成链条磨损和变形伸长;单驱动装置运行，使远离驱动装置侧的托动链条变形伸长;捞渣机箱体强度不够变形，设备的导向装置磨损也是造成拖动链条跳链的原因。同时回程链条在运行过程中不可避免的要夹带少许灰渣，在机械振动和摩擦力的双重作用下，灰渣落于上部机壳、导轮下方，长期运行导致机壳上部积渣严重，由于回链刮板的作用，将大量灰渣刮于导轮下方，最后致使导轮卡滞无法正常运转，链条与导轮由原来的滚动摩擦变为滑动摩擦，严重加剧了链条的磨损，大大缩短了使用寿命。给安全生产带来隐患。
3.2落渣管处铸石板冲刷严重，P1403泵堵渣问题分析
气化炉排渣时一部分高温高压气体随着渣水一起高速排出，冲刷捞渣机落渣口附近的铸石板，短时间内该处的冲量很大，致使铸石板局部严重损坏。在捞渣机运行一定时间后，后仓的细渣经沉淀后累积很多，若不及时清理会随着水进入后续的水处理系统，有较大块的渣样在泵前过滤器处以留下来，一段时间后堵渣会严重影响P1403泵的入口流量，使泵发生气蚀。
3.3铸石板脱落现象原因分析
捞渣机下槽体的铸石板在投产初期有脱落现象，及时发现后进行了应急处理。应指出的是脱落之后如不能及时处理，会造成相邻的铸石板连带松动，脱落面积将很快增大，捞渣机将无法正常运行，严重时还可能造成断链、刮板变形。究其原因是国内采购的铸石板质量不合要求，表面不平而且厚度不均，安装后做不到板缝之间高低不平度最大1.5mm 的要求，有些部件有迎着刮板行进方向的突起，加上有些部位下的胶泥未填满、填匀，有漏空现象，刮板经过这些铸石板时有敲击作用，使铸石板局部脱落或碎裂。
3.4张紧机构问题原因分析
头部张紧是拖动轮轴在张紧机构的作用下，沿滑轨上下的调整位置来张紧链条，由于驱动装置位于整个拖动机构的单侧，因而整体拖动轮轴重量侧重于单边，而两侧液压缸采用同一油路等压输出，故在张紧行程上驱动装置侧必将滞后，拖动轮轴将倾斜运行。长期在此工况下运行，两条链条将磨损不一，出现不等长，致拖动轮轴、刮板倾斜更为严重，造成链条、刮板铰叉与轮齿不能正常啮合，拖动链轮和链条磨损严重，甚至出现卡链、断齿、铰叉断裂等严重问题，液压张紧油缸始终处于拖动机构重载状态下运行，由于拖动机构所承受的荷载量不断变化，所以张紧油缸在实际运行过程中随拖动机构载荷量的变化载荷也是频繁变化的，如此对油缸造成的冲击是相当频繁的，在这种状态下长期运行，势必导致油缸使用寿命缩短甚至损坏，造成张紧失效，影响设备的正常安全运行。
4问题的解决
措施一：捞渣机机头大齿轮增加两股冲洗水，同时在上仓盖上增加落渣孔
我们在捞渣机头部转轴处和机头机仓的连接处各增加一道冲洗水，同时在上仓盖上增加落渣孔，这样可以很大程度上除去黏附在刮板和拖動链条上的渣，降低了上仓体渣的累积程度，减轻了捞渣机的工作负荷;同时也大大减少了拖动链条导向机构的磨损程度，提高了链条和刮板的使用寿命。
措施二：采用耐磨钢板，改造V1403泄压管线，后仓加排污导淋，同时在后仓增加曝气管线。
在落渣管附近的铸石板经不起高压渣水的冲击，在于制造商研讨后我们决定采用耐磨钢板替代铸石板，这样在材料方面解决了捞渣机局部破损大的问题;同时我们对V1403泄压管线进行改造，降低排出的渣水的压力，从而减轻对落渣管附近耐磨钢板的冲击;同过以上两个改造我们减少了落渣管附近材料的损坏程度和更换周期，延长了捞渣机的使用周期。在捞渣机后仓增加了两个4寸的排污导淋，定期清理沉积在后仓的渣，同时在后仓增加低压氮气曝气管线，避免后仓煤泥渣沉降堆积，避免捞渣机后仓泵P-1403入口堵塞不打量气蚀的问题。
措施三：下槽体轨道区域铸石板安装改进
捞渣机的铸石板安装工艺及质量要严格把关，采用质量合格的铸石板，树脂胶料和胶泥均应保证品质合格，且在保质期内，同时在安装铸石板之前先通过焊接的方式在下槽体轨道区域每隔两米布置布置一个方格，再将铸石板安装在方格之内，这样可以避免铸石板因为某个区域的脱落最终导致大面积的损伤。 措施四：捞渣机尾部张紧装置改造。
为保证设备的安全运行，消除设备运行中的安全隐患，将机头液压张紧机构拆除，将其轴承座调整到合适的位置后与壳体固定焊接;同时张紧机构改造为尾部液压张紧，拖动机构的形式改用为：外置轴承座固定式结构，轴承座支架焊于机壳外壁（改造型的是将拖动轮轴用原定位螺栓定位于张紧座上，并加以固定）;张紧机构设在机壳尾部，张紧轮在运行过程中仅为从动受力，受力较小且两侧受力均匀，尾部张紧机构轻巧灵活、结构简单，更便于链条张紧且对头部拖动机构不产生任何干涉;拖动机构轮轴固定后，不受张紧力度大小、链条磨损不均、不等长等因素造成拖动轮轴倾斜，保证了设备平稳运行。
5问题的改进措施
捞渣机在改造后运行性能得到了很大的提高，但是由于捞渣机处理的介质量很大加上长期的连续运行，磨损情况比较严重，拖动链条也会发生变形产生伸长，容易发生跳链和刮板松动的故障，制约着捞渣机的稳定性的提高。为了使捞渣机更好的运行，我觉得还能从以下两方面改进：
一.从链轮与设备材质上改进：链条和链轮应该配套使用，否则容易造成由于节距不同而产生脱链和夹链故障。原主驱动链轮为球墨铸铁整体铸造成型，齿型精度低，啮合传动不平衡，易出现链条与链轮啮合时夹链，带来链轮缠链、断链等运行故障，现链轮采用合金钢单齿精密模锻成型，准确定位组焊，齿型精度高，啮合传动平衡，彻底消除了夹链现象。在热处理方面：原链轮采用铸态正火热处理，硬度< HB320，链轮不耐磨，现采用渗碳淬火处理，表面硬度> HRC55，寿命是原来的4倍。在结构上拖动链轮采取凹齿型，可允许链轮节圆相应增大而维持正常啮合;同时链轮的轮齿对环链啮人导向作用好，从而不会发生掉链现象。与其配套的轮系全部采用德国进口产品（例如：圆环链采用德国 RUD 公司的产品，规格选用 30 ×108加粗型），保证使用后期的啮合度。所有轮轴的材料选用强度较高的 1Crl3 或 2Cr13，以防止出现过负荷情况下的断轴事故。在渣水中浸泡的导向轮轴承采用迷宫式密封和液体密封相结合的形式，具有良好的密封性能。
二.从装置改造上：将原来的通轴连接形式改为独立支座式结构，这种结构形式单独工作、轻便灵活，当导轮故障时，利用撬棍即可轻松将导轮从支座中取出，整修检修过程仅需一名操作人员完成。原来需要多种工具、多名检修人员完成的工作现在由一人利用一根撬棍即可轻松完成，此项技改简化了检修工作程序，大大节省了人力、物力和工作时间。
6结论
改造后的捞渣机在近期的运行中已呈现出它的优点，运行稳定，落渣管附近的磨损状况得到改善，链条张紧状况良好，断链跳链的事件基本不再发生，捞渣机后仓泵的堵塞不打量气蚀的情况与下槽体的铸石板脱落的现象相对减少。当然在捞渣机运行过程中还会出现新的问题，不过我相信在大家共同的努力下，出現的问题会得到解决的，壳牌气化装置的捞渣机运行性能会得到更大的提高。
参考文献：
[1].贾现伟，《化肥工业》，刮板式捞渣机改进总结M，2011，（4），（66-67）.
[2].李斌，《氮肥技术》，浅析SHELL煤气化装置的设备配置M，2007，28（2），（7-9）.
[3].刘振峰、李磊，《中国高新技术企业》，壳牌煤气化装置排渣系统改造M，2013，（3），（103-105）.
作者简介：
李建营，出生年月：1985年02月，性别：男，民族：汉族，籍贯（精确到市）：河南省巩义市，当前职务：技术员，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：煤化工.